Правообладатель иллюстрации Airbus Image caption Пример того, как в будущем сможет выглядеть силовой набор летательного аппарата Airbus. Вместо привычного "скелета" из шпангоутов, стрингеров и лонжеронов - легкая сетка сложной формы

Возможно ли, чтобы само представление о полете полностью изменилось? Не исключено, что в будущем именно так оно и будет. Благодаря новым материалам и технологиям могут появиться пассажирские дроны, а в небо вернутся сверхзвуковые авиалайнеры. Русская служба Би-би-си проанализировала информацию о новейших проектах Airbus, Uber, Toyota и других компаний, чтобы определить, в каком направлении будет развиваться авиация в будущем.

• Готовы ли вы летать на беспилотных самолетах?
• В Сингапуре начались испытания беспилотного такси
• А вы бы полетели на беспилотном авиалайнере?

Городское небо

Сейчас над городами относительно свободным остается довольно большой слой атмосферы высотой до километра. Это пространство используют специальная авиация, вертолеты, а также отдельные частные или корпоративные самолеты.

Но в этом слое уже начинает развиваться новый вид воздушного транспорта. У него много названий - городская или персональная авиация, авиатранспортная система будущего, небесное такси и так далее. Но суть его была сформулирована еще в начале XIX века художниками-футурологами: каждый получит возможность пользоваться небольшим летательным аппаратом для полетов на небольшие расстояния.

Правообладатель иллюстрации Hulton Archive Image caption Так художник в 1820 году представлял себе будущее. Индивидуальный летательный аппарат присутствовал на таких картинках уже тогда

• Над какими проектами работают авиаконструкторы по всему миру

Инженеры никогда не расставались с этой мечтой. Но до сих пор мешало отсутствие прочных и легких материалов и несовершенная электроника, без которой нельзя запустить множество небольших аппаратов. С появлением высокопрочного и легкого углепластика и развитием портативных компьютеров все изменилось.

Нынешний этап создания городского аэромобильного транспорта чем-то напоминает 1910-е годы, самое начало истории самолетостроения. Тогда конструкторы не сразу нашли оптимальную форму самолета и смело экспериментировали, создавая причудливые конструкции.

Сейчас общая задача - сделать летательный аппарат для городской среды - также позволяет строить самые разнообразные аппараты.

Корпорация Airbus, к примеру, разрабатывает сразу три крупных проекта - пилотируемый одноместный Vahana, который, по планам корпорации, сможет полететь уже в следующем году, а к 2021 году будет готов к коммерческим полетам. Два других проекта: CityAirbus, беспилотное такси-квадрокоптер на несколько человек, и Pop.Up, который корпорация разрабатывает совместно с Italdesign. Это одноместный беспилотный модуль, который можно будет использовать на колесном шасси для поездок по городу, а также подвешивать к квадрокоптеру для полетов.

Airbus Pop.Up и CityAirbus используют принцип квадрокоптера, а Vahana - конвертоплан (то есть аппарат, который взлетает по-вертолетному, а затем разворачивает двигатели и дальше движется как самолет).

Схемы квадрокоптера и конвертоплана - сейчас основные для пассажирских дронов. Квадрокоптеры гораздо более стабильны во время полета. А конвертопланы позволяют развивать большую скорость. Но обе схемы позволяют вертикально взлетать и садиться. Это ключевое требование для городской авиации, поскольку обычному самолету нужна взлетно-посадочная полоса. А это значит, что понадобится строительство дополнительной инфраструктуры для города.

Среди других заметных проектов - Volocopter германской компании eVolo, который представляет собой мультикоптер с 18 пропеллерами. Это пока что самый успешный проект воздушного такси, осенью 2017 года в Дубае уже приступили к его тестированию. В июне управляющая транспортная компания Дубая об этом с eVolo.

Правообладатель иллюстрации Lilium Image caption Lilium движется за счет 36 электрических турбин, установленных в ряд на плоскостях и в двух блоках в передней части аппарата

Еще один проект из Германии - Lilium - интересен необычной компоновкой. Это электрический конвертоплан на 36 небольших турбин, установленных двумя блоками вдоль крыла, и с еще двумя блоками в передней части аппарата. Компания уже начала тестовые полеты в беспилотном режиме.

Японский автопроизводитель Toyota инвестирует в проект Cartivator.

А онлайн-сервис такси Uber также разрабатывает свою беспилотную систему, в этом проекте он тесно сотрудничает с НАСА по разработке технологий и программного обеспечения сервиса в городах с высокой плотностью населения.

Правообладатель иллюстрации Ethan Miller/Getty Images Image caption Пассажирский дрон EHang 184, созданный в китайской компании Beijing Yi-Hang Creation Science & Technology Co., Ltd. в 2016 году

Среди авиационных экспертов немало как сторонников беспилотных городских пассажирских перевозок, так и скептиков.

Среди последних - главный редактор Avia.ru Роман Гусаров. Главная проблема, по его мнению - невысокая мощность электродвигателей и аккумуляторов. И эффективные пассажирские дроны вряд ли появятся в обозримом будущем, несмотря на то, что в их разработку вкладывается много средств.

"Технологии еще достаточно сыры и создаваемые с их использованием системы подвержены техническим сбоям", - отметил в интервью Би-би-си главный редактор портала uav.ru Денис Федутинов.

По его словам, подобные проекты могут быть просто красивым рекламным ходом и возможностью показать, что компания занимается передовыми исследованиями. Он также не исключает, что на фоне восторженных публикаций в прессе может возникнуть много стартапов, которые, найдя деньги инвесторов, так и не смогут создать летающий пассажирский дрон.

Исполнительный директор Infomost Consulting (компания занимается консалтингом в области транспорта) Борис Рыбак считает, что пока самой большой проблемой в этой сфере является страх. Люди будут еще долго бояться доверять свою жизнь летательному аппарату без пилота.

"Когда появились первые самодвижущиеся бензиновые повозки, с чадом, дымом и грохотом ехали они рядом с лошадками, и народ разбегался. Но это нормально, тогда было страшно, и сейчас страшно", - сказал Рыбак.

Между дом ами и птиц ами

В настоящее время НАСА и Федеральное управление гражданской авиации США работают над программой "Управление движением беспилотных авиационных систем" (Unmanned Aircraft System (UAS) Traffic Management (UTM)). Именно в рамках этой программы с НАСА и ФАА сотрудничает компания Uber.

Развитие технологий в этой области сильно опережает разработку правил их регулирования. Американскую программу начали разрабатывать в 2015 году, но в "дорожной карте" ее разработки пока даже не отмечен срок создания правил для полетов в густонаселенных городских районах.

Правообладатель иллюстрации Italdesign Image caption Пассажирскую капсулу Pop.Up можно будет использовать на колесном шасси или прицеплять к квадрокоптеру

При этом имеются в виду полеты дронов по доставке почты и новостной видеосъемке. А о перевозке пассажиров в программе пока вообще ничего не говорится.

Судя по данным презентаций, изученных Русской службой Би-би-си, в будущем полеты пассажирских дронов в городах будут регулироваться через выстраивание маршрутов в воздушных коридорах. Такой же принцип действует в современной гражданской авиации. При этом дроны будут активно взаимодействовать между собой и мониторить воздушное пространство вокруг, чтобы избежать столкновений с другими дронами и прочими объектами в воздухе (например, с птицами).

Однако, как полагает Борис Рыбак, гораздо более эффективной была бы система, построенная по принципу свободного полета, где маршруты выстраивались бы компьютерами с учетом местонахождения всех аппаратов в воздухе.

• Британия начинает испытания беспилотных грузовиков
• Движения кенгуру запутали беспилотные автомобили

Останется ли Россия в стороне?

В России власти также пытаются делать осторожные шаги по регулированию полетов беспилотников в городской среде. Так, уже давно интересуется беспилотниками компания "Ростелеком". Она является подрядчиком компании "Российские космические системы", которая в ноябре 2015 года выиграла конкурс Роскосмоса на 723 млн рублей (12,3 млн долларов) на создание инфраструктуры Федерального сетевого оператора.

Правообладатель иллюстрации Tom Cooper/Getty Images Image caption Еще один проект сверхзвукового бизнес-джета - XB-1 американской компании Boom Technology

Эта инфраструктура должна будет обеспечить наблюдение за транспортом и беспилотными аппаратами (включая летательные), наземным и водным пилотируемым и беспилотным транспортом, железнодорожным транспортом, объяснял представитель "Ростелекома". Оператор создает опытный образец инфраструктуры, которая будет контролировать движение транспорта, прежде всего дронов, и готов потратить на субподрядчиков около 100 млн рублей (1,7 млн долларов).

Замглавы департамента науки, промышленной политики и предпринимательства города Москвы Андрей Тихонов рассказал Би-би-си, что в российской столице пока нет условий для появления пассажирских дронов.

"Во-первых, не до конца проработана нормативная база для беспилотных летательных и наземных аппаратов. Во-вторых, московская инфраструктура пока не приспособлена для массовой транспортировки грузов и пассажиров на беспилотных аппаратах. В-третьих, большинство аппаратов, предназначенных для перевозки людей и больших грузов, пока находятся на стадии тестирования и должны получить соответствующую документацию для работы в городских условиях. Опять же возникают вопросы обязательного страхования пассажиров и многие другие", - объяснил он.

Правда, по его словам, эти проблемы не столько останавливают власти города, сколько заставляют искать пути их решения.

Быстрее звука

Другое направление, над которым работают во многих авиастроительных корпорациях - сверхзвуковые пассажирские перевозки.

Эта идея совсем не нова. 22 ноября исполняется 40 лет началу регулярных коммерческих рейсов между Нью-Йорком, Парижем и Лондоном на самолетах "Конкорд". В 1970-х идею сверхзвуковых перевозок воплотили British Airways вместе с Air France, а также "Аэрофлот" на Ту-144. Но на практике выяснилось, что технологии того времени не годились для гражданской авиации.

В итоге советский проект свернули после семи месяцев эксплуатации, а британо-французский - после 27 лет.

Правообладатель иллюстрации Evening Standard Image caption "Конкорд", как и Ту-144, опередил время, но показал, как сложно сделать сверхзвуковой пассажирский самолет

Главной причиной, по которой были свернуты проекты Concorde и Ту-144, обычно называют финансы. Эти самолеты были дорогим удовольствием.

Двигатели таких аппаратов потребляют гораздо больше горючего. Для таких самолетов необходимо было создавать свою инфраструктуру. Ту-144, например, использовал свой вид авиационного топлива, гораздо более сложный по составу, он нуждался в особом техническом обслуживании, более тщательном и дорогостоящем. Для этого самолета приходилось держать даже отдельные трапы.

Ещё одной серьезной проблемой, помимо сложности и стоимости обслуживания, стал шум. Во время полета на сверхзвуковой скорости на всех передних кромках элементов самолета возникает сильное воздушное уплотнение, которое порождает ударную волну. Она тянется за самолетом в виде огромного конуса, и когда достигает земли, то человек, через которого она проходит, слышит оглушающий звук, похожий на взрыв. Именно из-за этого полеты "Конкордов" над территорией США на сверхзвуковой скорости были запрещены.

И именно с шумом сейчас, прежде всего, пытаются бороться конструкторы.

После прекращения полетов "Конкорда" попытки построить новый, более эффективный сверхзвуковой пассажирский самолет не прекращались. И с появлением новых технологий в области материалов, двигателестроения и аэродинамики о них стали говорить все чаще.

В мире разрабатывается сразу несколько крупных проектов в области сверхзвуковой гражданской авиации. В основном, это бизнес-джеты. То есть проектировщики изначально стараются нацелиться на тот сегмент рынка, где стоимость билетов и обслуживания играет меньшую роль, чем на маршрутных перевозках.

Правообладатель иллюстрации Aerion Image caption Самолет AS2 компания Aerion разрабатывает в партнерстве с Airbus

НАСА совместно с корпорацией Lockheed Martin разрабатывает сверхзвуковой самолет, пытаясь, в первую очередь, решить проблему звукового барьера. Технология QueSST включает в себя поиск особой аэродинамической формы летательного аппарата, которая как бы "размазывала" жесткий звуковой барьер, делая его нерезким и менее шумным. В настоящее время в НАСА уже разработали облик самолета, а его летные испытания могут начаться в 2021 году.

Еще один заметный проект - AS2, который разрабатывает компания Aerion в партнерстве с Airbus.

Airbus также работает над проектом Concord 2.0. Этот самолет планируется оснастить тремя типами двигателей - ракетным в хвостовой части и двумя обычными реактивными, при помощи которых самолет сможет взлетать почти вертикально, а также одним прямоточным, который уже будет разгонять аппарат до скорости в 4,5 Маха.

Правда, подобными проектами в Airbus занимаются довольно осторожно.

"Airbus продолжает исследования в области сверхзвуковых/гиперзвуковых технологий, мы также изучаем рынок, чтобы понять, будут ли такого рода проекты жизнеспособны и осуществимы, - говорится в официальном комментарии Airbus для Русской службы Би-би-си. - Мы не видим рынка для таких самолетов в настоящий момент и в обозримом будущем из-за высоких издержек таких систем. Это может измениться с появлением новых технологий, либо с изменением экономической или социальной обстановки. В общем, пока что это скорее область изучения, а не приоритетное направление".

Media playback is unsupported on your device

Можно ли возродить "Конкорд"?

Предсказать, будет ли спрос на такие самолеты, действительно сложно. Борис Рыбак отмечает, что параллельно с авиационными развивались и информационные технологии, и теперь бизнесмен, которому необходимо быстро решить вопрос на другой стороне Атлантики, часто может сделать это не лично, а по интернету.

"Лететь бизнес-классом или в бизнес-джете шесть часов из Лондона до Нью-Йорка. А так ты технически потратишь четыре, ну три сорок. Стоит ли эта [овчинка] выделки?" - сказал Рыбак по поводу сверхзвуковых перелетов.

По опыту Ту-144

Однако другие российские авиационные специалисты считают иначе. Сверхзвуковые самолеты смогут занять свое место на рынке, считает ректор Московского авиационного института Михаил Погосян, бывший руководитель Объединенной авиастроительной корпорации.

"Сверхзвуковой самолет дает возможность выйти на качественно другой уровень, он позволяет экономить глобально время - сутки. Прогнозы рынка говорят о том, что внедрение такого рода технологий и такого рода проектов будет связано со стоимостью такого полета. Если такая стоимость будет приемлемой и не будет в разы отличаться от стоимости полета на дозвуковом самолете, то я вас уверяю, что рынок есть", - сказал он Русской службе Би-би-си.

Погосян выступил на форуме Aerospace Science Week в МАИ, где он, в частности, рассказал о перспективах создания сверхзвукового самолета с участием российских специалистов. Российские предприятия (ЦАГИ, МАИ, ОАК) участвуют в большой европейской научно-исследовательской программе Horizon 2020, одно из направлений которой - разработка сверхзвукового пассажирского самолета.

Погосян перечислил главные свойства такого самолета - низкий уровень звукового удара (иначе самолет не сможет летать над населенными территориями), двигатель изменяемого цикла (ему необходимо хорошо работать на дозвуковой скорости и на сверхзвуковой), новые термостойкие материалы (на сверхзвуковой скорости самолет сильно нагревается), искусственный интеллект, а также то, что управлять таким самолетом может один пилот.

При этом ректор МАИ убежден, что проект сверхзвукового самолета можно создать только на международном уровне.

Правообладатель иллюстрации Boris Korzin/TASS Image caption По словам Сергея Чернышева, у России сохранилась школа создания сверхзвуковых пассажирских самолетов

Руководитель Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ) Сергей Чернышев рассказал на форуме, что российские специалисты участвуют в трех международных проектах в области сверхзвуковой пассажирской авиации - Hisac, Hexafly и Rumble. Все три проекта не ставят целью создать конечный коммерческий продукт. Их главная задача - исследовать свойства сверхзвукового и гиперзвукового аппарата. По его словам, сейчас авиастроители создают еще только концепцию такого самолета.

В интервью Би-би-си Сергей Чернышев сказал, что сильной стороной российских авиастроителей является опыт создания сверхзвуковых самолетов и их эксплуатации. По его словам, это сильная аэродинамическая школа, большой опыт проведения испытаний, в том числе и в экстремальных условиях. В России также "традиционно сильная школа материаловедов", - добавил он.

"Мой субъективный прогноз: на горизонте 2030-35 года появится [бизнес-джет]. Академик Погосян считает, что между 2020-м и 2030 годом. Десять лет он им дал. Это так, но все-таки ближе к 2030 году", - сказал Сергей Чернышев.

"Обычные" необычные лайнеры

Главная задача авиаконструкторов сегодня - добиваться увеличения топливной эффективности самолета, снижая при этом вредные выхлопы и шум. Вторая задача - разрабатывать новые системы управления, где компьютер будет выполнять все больше задач.

Сейчас уже никого не удивить электродистанционной системой управления самолетом, когда сигналы от ручки управления или штурвала, педалей и прочих органов передаются к рулям и прочим элементам механизации в виде электросигналов. Подобная система позволяет бортовому компьютеру контролировать действия летчика, внося коррективы и исправляя ошибки. Однако эта система - уже вчерашний день.

• Последний сверхзвуковой "Конкорд" сдали в музей
• Первый в мире авиалайнер с термоядерным реактором: как скоро?
• Почему авиастроительные корпорации делают одинаковые самолеты?

Как рассказал Би-би-си вице-президент корпорации "Иркут" по маркетингу и продажам Кирилл Будаев, российская компания работает над системой, когда самолетом будет управлять всего один пилот, а функции второго при взлете и посадке будет выполнять специально подготовленный старший бортпроводник. Во время полета самолета на эшелоне одного пилота вполне достаточно, считают в "Иркуте".

По законам природы

Еще одно серьезное нововведение, появившееся в последнее десятилетие - композитные материалы. Разработку легкого и прочного пластика можно сравнить с применением алюминия в послевоенной авиации. Этот материал вместе с появлением эффективных турбореактивных двигателей изменил облик самолетов. Теперь точно такая же революция происходит с композитом, который постепенно вытесняет металл из конструкций самолетов.

При проектировке самолетов все чаще используется трехмерная печать, которая позволяет создавать более сложные формы с высокой точностью. И добиваться снижения потребления топлива.

К примеру, Airbus и Boeing используют новейшие двигатели семейства LEAP производства CFM International. Форсунки в этих двигателях напечатаны на трехмерном принтере. И это позволило повысить топливную эффективность на 15%.

Кроме того, сейчас авиационная промышленность начала активнее осваивать бионический дизайн.

Бионика - прикладная наука, которая изучает возможности практического применения в различных технических устройствах принципов и структур, которые появились в природе благодаря эволюции.

Правообладатель иллюстрации Airbus Image caption Кронштейн, спроектированный при помощи бионических технологий

Вот простой пример - на снимке выше изображен кронштейн, аналогичный тому, что используется в самолете Airbus. Обратите внимание на его форму - обычно такой элемент представляет собой сплошной кусок металла треугольной формы. Однако, рассчитав на компьютере силы, которые будут приложены к различным его частям, инженеры выяснили, какие части можно удалить, а какие - видоизменить таким образом, чтобы не только облегчить, но и усилить такой компонент.

Гораздо более сложная работа была проведена группой ученых во главе с профессором Технического университета Дании Нильсом Ааге. В октябре 2017 года они опубликовали в журнале Nature доклад , в котором рассказали о том, как они рассчитали на французском суперкомпьютере Curie силовой набор крыла авиалайнера Boeing 777 - сложную структуру довольно тонких перемычек и распорок.

В результате, как считают исследователи, вес двух крыльев самолета можно было бы снизить на 2-5%, не потеряв при этом прочности. С учетом того, что оба крыла в сумме весят 20 тонн, это дало бы экономию до 1 тонны, что соответствует предполагаемому сокращению расхода топлива 40-200 тонн в год. А ведь это уже существенно, не правда ли?

При этом бионический дизайн в будущем, как считают в авиастроительных корпорациях, будет применяться все больше и больше. Самолет на первой иллюстрации к этому тексту - лишь эскиз инженеров Airbus, но на нем уже видно, по какому принципу будет создаваться силовой набор самолетов будущего.

Электричество

Двигатель - самая главная и самая дорогая часть самолета. И именно он определяет конфигурацию любого самолета. В настоящее время большинство авиационных двигателей - либо газогенераторные, либо внутреннего сгорания, бензиновые или дизельные. Лишь самая малая часть из них работает на электричестве.

По словам Бориса Рыбака, все десятилетия существования реактивной авиации разработка принципиально новых авиационных моторов не велась. Он видит в этом проявление лобби нефтяных корпораций. Так это или нет, но за все послевоенное время эффективного двигателя, который бы не сжигал углеводородное топливо, так и не появилось. Хотя испытывались даже атомные.

Сейчас в мировой авиационной индустрии отношение к электричеству сильно меняется. В мировой авиации появилась концепция "Более электрический самолет". Она подразумевает большую по сравнению с современными электрификацию узлов и механизмов аппарата.

В России технологиями в рамках этой концепции занимается холдинг "Технодинамика", входящий в "Ростех". Компания разрабатывает электроприводы реверса для будущего российского двигателя ПД-14, приводы топливной системы, уборки-выпуска шасси.

"В долгосрочной перспективе мы, конечно, рассматриваем проекты больших коммерческих самолетов. И в этих больших самолетах мы, скорее всего, будем использовать гибридную двигательную установку, прежде чем перейти полностью на электротягу, - говорится в комментарии Airbus. - Дело в том, что отношение мощности к весу в современных аккумуляторах пока еще очень далеко от того, что нам нужно. Но мы готовимся к будущему, в котором это возможно".

Американское космическое агентство, совместно с корпорацией Boeing, разработало концепты самолетов, которые будут подниматься в небо уже через 15 лет. В настоящее время большинство авиаконцернов пытаются создать вместительные и мощные самолеты, однако эксперты полагают, что уже завтра главным при разработке воздушных судов станет их экологичность и скорость. NASA и Boeing, в сотрудничестве с инженерами из Массачусетского технологического института (MIT), создали несколько концептуальных моделей самолетов, которые должны быть разработаны уже к 2025 году. Главной задачей было придумать реалистичные воздушные суда, которые не будут противоречить законам аэродинамики, смогут экономно расходовать топливо и будут развивать скорость, не меньшую, чем ныне летающие самолеты.

1. Нестандартное мышление

Инженеры, разработавшие данный авиалайнер, недоумевают – почему при наличии современных композитных материалов, крылья не могут быть совмещены с хвостом? Такая технология позволит повысить эффективность энергии, производимой двигателями самолета: поток воздуха, формирующийся вокруг двигателя такого самолета, в пять раз превышает соответствующий показатель у современных лайнеров.

2. Сверхзвуковая «зеленая» машина

После Конкорда и Ту-144 мир не видел действующих моделей сверхзвуковых самолетов, и инженеры пытаются восполнить этот пробел. Специалисты предполагают, что следующий самолет такого типа будет работать на биотопливе. Преимуществом такого воздушного судна станет снижение «звукового удара» - перегрузки, которую испытывают пассажиры при наборе самолетом скорости звука. Это стало возможным за счет перевернутого V-образного двигателя, который располагается выше крыльев, а не ниже, как на сегодняшних самолетах.

3. Дозвуковой самолет с соединенными крыльями

Этот самолет очень похож на те, которые уже летают сегодня, однако он будет использовать в десятки раз меньше топлива, поскольку, во-первых – работает на биотопливе, а во-вторых – имеет уникальную аэродинамику за счет воздушной подушки, образуемой крыльями, соединенными с хвостом.

4. Новая генерация Boeing-737

Авиалайнер, получивший кодовое название D8, призван заменить Boeing-737, который сегодня выполняет наибольшее количество внутренних авиарейсов в мире. D8 будет иметь 180 посадочных мест и качественно новую конструкцию фюзеляжа – он получит тонкие крылья и небольшой хвост, что уменьшит сопротивление воздуха и количество топлива, потребляемое судном. Несмотря на то, что заявленная скорость D8 меньше, чем у Boeing-737, большая вместимость салона и улучшенная система загрузки-выгрузки багажа должна сделать этот самолет более перспективным, чем его «старший брат».

5. Новое поколение Boeing 777

На сегодняшний день Boeing-777 является одним из самых популярных самолетов для межконтинентальных перелетов, однако пытливые умы инженеров из NASA и ему нашли замену – лайнер с оригинальным крылом будет иметь гибридный топливный бак, использовать разные виды топлива, тем самым потребляя на 70% меньше энергии, чем это делают сегодня воздушные суда аналогичной вместимости. Новый самолет сможет брать на борт до 350 человек и легко совершить трансатлантический перелет, сделав его, к тому же, гораздо дешевле и для компании, и для пассажира.

6. Частный самолет с «виртуальной реальностью» за окном

Этот компактный 20-местный лайнер благодаря своим характеристикам может стать грозой бизнес-авиации: он потребляет малое количество топлива, способен садиться даже на неподготовленную полосу, а на его окна может проецироваться изображение, тем самым они будут выступать в роли экранов с функцией дополненной реальности.

7. Дозвуковой, ультра реактивный экологически чистый самолет

Еще один концепт от Boeing сочетает в себе несколько двигателей, работающих на разных видах топлива – керосине, газе и биотопливе. Но главным его достоинством становится огромный размах крыльев, обеспечивающий отличную аэродинамику. Он сможет брать на борт до 150 пассажиров, а благодаря системе гибридных двигателей будет достигнута значительная экономия топлива. Кроме того, в крыльях предусмотрены специальные петли, которые позволят складывать их во время стоянки, и экономить место в аэропортах. Несмотря на то, что эти авиалайнеры пока существуют лишь на экране компьютера, работа имеет высокий уровень важности, поскольку она очерчивает проекты, в которые Boeing будет инвестировать в ближайшие несколько лет.

Авиакомпания Spike Aerospace, базирующаяся в Бостоне, вот уже несколько лет работает над сверхзвуковым реактивным самолетом бизнес-класса. Недавно компания объявила , что скоро проведет летные испытания новой модели S-512 Quiet Supersonic Jet. Эксперимент, доказывающий работоспособность концепции SX-1.2, будет посвящен в первую очередь проверкам стабильности и управляемости самолета. Если все пройдет успешно, то в будущем Spike Aerospace пообещала провести ряд более динамичных и зрелищных полетов: самолет, способный перевозить до 22 пассажиров, разгоняется до скорости в 1,6 маха (примерно 1900 км/ч).

Сверхзвуковой транспорт: мечта или реальность?

По словами президента компании Вика Качория (Vik Kachoria), тестовый беспилотник с жестким крылом совершит вывод из «местечка в Новой Англии», точные координаты которого пока не раскрываются. Spike Aerospace не скрывает своей заинтересованности в совершенствовании технологии сверхзвуковых самолетов, но теперь фирма наконец объявила о запланированных сроках разработки. Второй, более крупный демонстрационный самолет уже построен, а третий все еще находится на стадии проектирования. Летные испытания запланированы на середину 2018 года, а сама модель S-512 будет испытана в 2021 году при условии, что все демонстрационные и тестовые вылеты пройдут нормально и самолет будет надежен. Первый же вылет полноразмерного транспорта с настоящими пассажирами на борту планируется провести до 2023 года.

S-512 — это самолет-загадка, вокруг которого роится множество невероятных слухов, пока что никак не опровергнутых или подтвержденных официальными представителями компании. В теории эта модель сможет летать по суше на сверхзвуковых скоростях, что в настоящий момент запрещено FAA из-за шумового загрязнения. Конструкторы NASA работают над экспериментальным сверхзвуковым двигателем, работающий с куда меньшим уровнем шума и предотвращающим воздействие звуковых волн на самолет, что делает нахождение в нем достаточно комфортным. Но космическое агентство надеется провести первые испытания в лучшем случае к 2020 году, а Spike Aerospace уже заявляет, что двигатель S-512 будет генерировать шум в 75 дБА на уровне земли — то есть с земли он будет не громче обычного хлопка в ладоши. Однако инженеры не торопятся раскрывать детали и то, как именно они планируют ослабить уровень шума.

Вместо иллюминаторов — огромные экраны, транслирующие окружающие пейзажи в режиме реального времени

Максимальная дальность полета S-512 составляет 10 000 км, при этом полет обещает быть весьма комфортным. Разумеется, на сверхзвуковых самолетах не предусмотрены иллюминаторы, но технология Multiplex Digital Cabin позволяет заменить их экранами, способными транслировать реальный вид за бортом самолета в HD-качестве, а при желании их можно использовать как обычную плазменную панель.

Будущее сверхзвуковых самолетов

В настоящее время Spike Aerospace — далеко не единственная компания, занимающаяся разработкой сверхзвуковых пассажирских самолетов. К примеру, Boom Supersonic из Денвера, работающие при поддержке Ричарда Брэнсона и Virgin Galactic, в настоящее время занимается постройкой демонстрационной модели 50-местного пассажирского лайнера в масштабе 1:3, способной развивать скорость до 2,2 маха. Модель, получившая название XB-1, будет оснащена двухместной кабиной, а ее первый пробный вылет намечен на 2018 год. Другая компания, Aeron Corporation, объединилась с Airbus для создания еще одного прототипа сверхзвукового транспортного средства, испытания которого пройдут в 2020 году.

Сама Spike Aerospace тоже получила поддержку от ряда производителей и аэрокосмических центров по всему миру: Quartus Engineering в США, Siemens в Германии и Aernnova в Испании и многих других. Благодаря этому, в отличие от конкурентов британцы готовы предоставить клиентам полностью рабочий самолет и наладить перелеты уже к середине 2020-х годов. Но это лишь оптимистичные обещания, а нам же остается запастись терпением и дождаться практических испытаний.

Уже больше года (он вылетел 9 марта 2015) «завершает» кругосветное путешествие, можно подумать, что развитие пассажирской авиации остановилось или даже идет в обратную сторону. Конечно, Solar Impulse 2 это не будущее авиации, но современные самолеты медленнее сверхзвуковых Конкордов летавших 30 лет назад. Новые модели самолетов в основном отличаются от старых только лишь большей эффективностью расходования топлива. Airbus даже не собирается разрабатывать новый самолет на 2020е годы. Тем не менее, все не так уж безнадежно. Ниже описаны самые перспективные проекты в воздухоплавании, демонстрирующие, что развитие авиации все же продолжается.

Электрические самолеты

Airbus-E-Fan

Airbus тестирует небольшой, но полностью электрический самолет Airbus-E-Fan. Последним достижением самолета является перелет через Ла-Манш. Пока что эта модель не может использоваться для, сколько-нибудь продолжительных перелетов, даже одним человеком.

Но многие авиапроизводители не сомневаются, что за электрической авиацией будущее. Для начала планируется, как и в автомобилях, сделать гибридный двигатель. Airbus намерен провести испытания «более электрического самолета» в рамках проекта DISPURSAL в 2022 году. Вклад электрического вентиляторного двигателя в общую тягу должен составить 23%.

NASA в 2016 году объявило о начале разработки самолета X-57 Maxwell оснащенного 14 электрическими двигателями. Это будет небольшой четырехместный самолет. По словам инженеров, внедрение электродвигателей значительно сократит эксплуатационные расходы. В какие сроки самолет будет создан агенство не сообщает.

Немецкий стартап Lilium Aviation получил финансирование на создание электрического частного самолета способного взлетать и садится без аэропорта. Для взлета и посадки самолету нужно будет всего 225 метров. Компания уже создала прототип и планирует представить полноразмерную версию в конце 2018 года.

Сверхзвуковые самолеты

Aerion AS2

Aerion AS2 это первый сверхзвуковой самолет за очень долгое время от Airbus. Это частный самолет, рассчитанный на 12 пассажиров. В его разработку будет вложено $4 млрд, а выпуск планируется к 2023.

В начале марта NASA объявила о разработке почти бесшумного сверзвукового самолета QueSST. Главной причиной запрещения сверхзвуковых пассажирских самолетов (помимо экономии топлива) был слишком сильный шум при переходе на сверхзвуковую скорость. NASA разработатала методы, позволяющие избавиться от шума и собирается построить прототип примерно в 2020.

Авиационный стартап Boom поддержанный Virgin Galactic работает над сверхзвуковым самолетом. Стартап собирается использовать новый самолет для перелетов над атлантикой в 2.5 раз быстрее обычных самолетов. Инвестиции в $2 млрд. должны позволить компании построить прототип к концу 2017 года.

По словам его создателей, самолет Skylon сможет добраться в любую точку за 4 часа со скоростью в 5 раз быстрее скорости звука. Чтобы создать его британские инженеры тестируют новый тип двигателя. Они анонсировали первые испытания на 2019. Однако этот проект, несмотря на инвестиции в 60 млн. евро от британского правительства, является самым долгосрочным и труднореализуемым из всех

Новые пассажирские самолеты

Крупнейшие авиапроизводители полагают, что воздухоплавание это уже чудо и, хотя новый самолет появляется раз в 5-10 лет, нет необходимости в каких-то прорывных улучшениях. Подробнее в таблице.

Самолет-таблица

Boeing 737 MAX	На Boeing 737 MAX оформлено уже 2500 заказов и он может стать лидером рынка. Его заявленное превосходство над существующим лидером Airbus A320neo в том, что он расходует на 4% меньше топлива. Первые доставки клиентам начнутся в 2017.
МС-21	В новом российском самолете МС-21 будет полностью российский двигатель. Путин заявлял, что он ничем не будет уступать иностранным аналогам. Рогозин сообщил журналистам, что массовое производство начнётся с 2020 года.
Mitsubishi Regional Jet	Япония построит первый в своей истории современный пассажирский реактивный лайнер. Он небольшой и ни на что не претендует. Плановое начало эксплуатации в 2018.
Comac C919	А вот первый за долгое время китайский пассажирский лайнер Comac C919 собирается разрушить дуаполию Boeing и Airbus на рынке. Правда пока 500 заказов на него в основном от китайских же перевозчиков. Дата выхода - 2018 год.
E2	Бразильская компания Embraer даже не собирается создавать новый лайнер, а просто модернизирует текущую модель и называет это втором поколением. Ожидаются новые двигатели и больше экономия топлива. Тем не менее уже заключено контрактов на более 300 поставок этих самолетов. Доставки клиентам - с 2018 года.
SSJ 100SV (Stretched Version)	Удлиненный Сухой Суперджет будет иметь до 120 кресел и выйдет в 2019. По остальным характеристикам он будет почти как текущий суперджет и вероятно будет уступать Boing 737 MAX, а в 2020 ещё выйдет Boing 777X… в общем главное он будет летать и будет удлиненный, Аэрофлот их закупит.
Bombardier Cseries	Самолеты канадской компании Bombardier превзошли ожидания. Производитель обещает, что самолеты будут тратить на 10% меньше топлива чем Boeing 737 MAX и МС-21. Ввод в эксплуатацию ожидается в 2016. Чемпионом по числу незначительных улучшений будет новый Boeing 777X, планирующийся к выпуску в 2020. В нем будет на 5% сильнее двигатель, на 12% ниже затраты топлива и выбросов CO2, на 17 тонн больше грузоподъемность и на 18% больше сидений. Бизнес-джет Bombardier Global 8000 на 8 пассажиров будет способен пролететь без дозаправки рекордные 14600 километров со средней скоростью 956 км/ч. Компания планирует начать продажи в 2019 по цене примерно $65 млн. Конкуренцию самолету составят и Gulfstream G600 - новые бизнес-джеты также поступающие в продажу в 2018-2020 год. Стоить самолеты будут от $35 млн. до $55 млн. Новый частный самолет Cobalt Co50 Valkyrie дешевле конкурентов (600тыс $) и самый быстрый в своем классе, но его главная инновация в дизайне - он выглядит совершенно как самолет Брюса Уэйна. Он может единовременно перевозить до 5 пассажиров Дата выхода - середина 2017. Частный самолет-амфибия SkiGull будет способен садиться не только на воду, но вообще на любую поверхность (траву, снег, лед). Он совершил первый полет в ноябре 2015 и в ближайшее время начнет продаваться Другой гидросамолет - двухместный Icon A5 способен взлетать из воды и садится на воду, а также может выходить из штопора и оснащен парашютом для всего самолета. Он признается настолько безопасным, что для разрешения на полеты даже не нужна лицензия пилота, достаточно 20 часов практики Он стоит $250000 и уже производится. В 2016 году были собраны первые 7 машин, но на самолет уже сделано 1850 заказов Бизнес-джет Cirrus Vision SF50 возможно будет первым массовым персональным реактивным самолетом. Он будет способен перевозит до 7 пассажиров должен быть значительно проще в управлении чем обычный частный самолет. Он также будет иметь парашют для всего самолета. Было построено 4 прототипа и первый самолет был доставлен заказчику в июне 2016 года. Всего же заказано уже более 600 таких машин по цене $2 млн. Британский одноместный самолет e-Go уникален своей низкой ценой всего $70000. Дешевле чем многие автомобили. Первый покупатель получил самолет в июне 2016 года. На другом конце ценового спектра шестиместный частный самолет Epic E1000 за $3 млн. Самолет будет способен летать с рекордной для этого класса скоростью до 600 км/ч на расстояние более 3000 километров и при этом может подниматься на высоту до 10 км. Пока что прототип самолета проходит тестирование, однако на него оформлено уже более 60 заказов. VTOL С момента появления вертолета люди хотели создать транспортное средство, которое будет таким же быстрым как самолет, но сможет летать и садиться где угодно как вертолет. Это средство передвижение даже получило рабочее название VTOL (vertical takeoff and landing) или просто самолет с вертикальным взлетом. Упорные, но безуспешные попытки создать это устройство запечатлены в инфографике wheel of misfortune (колесо неудачи). VTOL должен быть «способен в воздухе на все на что способна птица» и лететь хотя бы в 3 раза быстрее обычного вертолета Формально ближе всего к созданию VTOL транспорта подошла итальянская компания AgustaWestland с конвертопланом AW609. Он действительно способен вертикально садиться и лететь дальше обычных вертолетов, но по скорости (509 км/ч) все ещё значительно уступает самолетам. Пока что конвертопланы производили только для нужд американских военных. Но AW609 будет гражданским транспортом для бизнесменов и нефтяной индустрии. Сертификация ожидается в 2017 году и уже 70 заказов получено. DARPA объявила о конкурсе на создание наконец самолета с вертикальным взлетом () и 4 крупные корпорации (Boeing, Aurora Flight Sciences Corp, Sikorsky Aircraft Co и Karem Aircraft) представят свои полноразмерные прототипы для испытаний в феврале 2017го. Ещё одна попытка это электрический VTOL от стартапа Joby Aviation. Компания говорит, что он будет стоить 200000$ за штуку, но дату выхода не называет. Альтернативой создания VTOL является просто увеличение скорости вертолета. Этого добивается Sikorsky aircraft. Их новый вертолет S-97 Raider способный летать со скоростью до 450 км/ч. Первый тестовый полет был сделан в мае 2015 года. Изначально эту модель смогут использовать только военные. Вертолеты тоже не остановились в развитии (особенно военные, но здесь о них речь не идет). Перспективные модели в разработке описаны в таблице ниже: Вертолет-таблица X6 Mi-38 В России разрабатывается новый вертолет в среднем классе - Mi-38. К 2017 его пассажирская версия должна пройти сертификацию. Одно из достижений вертолета - подъём на высоту 8600 метров что ранее было невозможно для вертолета. Bluecopter В соответствии с общим трендом на спасение планеты не могло обойтись без экологичного вертолета. Европейский легкий вертолет - Bluecopter будет потреблять на 40% меньше топлива и сократит выбросы углекислого газа. Также будет снижен шум на 10 децебел. Пока что его прототип проходит тестирование. Американский вертолет Bell 525 relentless будет первым вертолетом с электродистанционной системой управления, снижающей нагрузку на экипаж. Есть уже 60 предзаказов, а сертификация вертолета пройдет в 1 квартале 2017 года. H160 Завершает парад новейших вертолетов ещё один вертолет от Airbus на этот раз в среднем классе - H160. Он должен был совершить революцию в вертолетостроении, но в результате только оказался более тихим, с меньшим расходом топлива, новой авионикой и электрическим шасси. Выпуск в продажу ожидается в 2018 году. Итог Подводя итог можно отметить как минимум 3 тренда в развитии авиации. Разработки электрических самолетов, возвращение сверхзвуковых и создание гибрида самолета и вертолета (VTOL). Реализация хотя одной из этих разработок будет большим прорывом для отрасли. Помимо этих революционных изменений, самолеты и вертолеты постепенная улучшаются с выходом новых моделей (большая эффективность топлива, больше композитных материалов, дешевле эксплуатация, больше автоматики и.т.п.), Теги: Добавить метки

Авиационная техника в новейших концептах регулярно демонстрирует передовые технологические разработки по самым разным аспектам эксплуатации. Это касается не просто модернизации современных моделей, но и более широкого взгляда на будущее сегмента. Конструкторы ориентируются на потенциалы для развития на базе технологий, которые еще недавно считались инновационными. Конечно, не все проекты, по которым можно оценивать самолеты будущего, действительно будут реализованы, но по многим разработкам вполне можно составить представление в целом о тенденциях развития авиации.

Новые идеи в пассажирском самолетостроении

Среди наиболее реальных разработок уже ближайшего будущего можно отметить Boeing 777X. Принципиально инновационных и ярких нововведений не предвидится, но конструкторы этой модели обещают серьезную переработку органов управления и формы крыльев. Например, в 777X будут объединены элероны и закрылки, что позволит минимизировать общий вес конструкции. Что касается особой конструкции крыльев, то она будет секционной - длина каждой составит 3,5 м, причем разработчики предусмотрят и возможность их вертикального подъема для парковки в процессе руления. Как и многие другие пассажирские самолеты будущего, этот авиалайнер планируется перевести на более эффективные источники топлива. Силовую установку представит двухдвигательный комплекс, способный управляться с размахом крыльев порядка 72 м. Предположительно, самолет войдет в эксплуатацию в 2020 г.

Интересна и японская разработка Mitsubishi Regional Jet (MRJ). Данное судно представляет собой реактивный пассажирский лайнер на 76 мест. К тому же 20-му году создатели планируют выпустить несколько модификаций, одна из которых будет 90-местной. По мнению многих экспертов, Mitsubishi предложит более безопасные самолеты будущего, чем бразильская фирма Embraer и версии знаменитого «Суперджета». Это будет достигнуто за счет обновленной конструкции фюзеляжа и более функциональных бортовых систем.

Тенденции в военной авиации

Военная техника традиционно показывает более технологичные и развитые функционально образцы. Отчасти это касается и авиации. Начать стоит с коммуникационного обеспечения - на поверхностях боевых самолетов будущего могут появиться массивные антенны, сенсоры и радары, которые позволят улавливать и передавать электромагнитные колебания. На практике это обеспечит возможность точного «сканирования» объектов в радиусе 360 градусов независимо от погодных условий. Привнесут новые возможности и нанотехнологии. В частности, некоторые разработки обеспечат покрытиям функцию термометра, которая позволит оповещать о повреждениях. Уже в этом десятилетии военные самолеты будущего, скорее всего, получат и лазеры. Причем их использование будет узко ориентированным. Первые концепты планируется использовать как средство поражения вражеских ракет и сенсоров противовоздушной обороны. Для уничтожения электронных устройств будет применяться микроволновое оружие. И для оснащения самолетов лазерами, и для электромагнитных установок будут предусматриваться специальные двигатели. Ожидается и появление новых бомбардировщиков, но в данном направлении принципы поражения останутся прежними, а изменения произойдут разве что в плане конструкционной оптимизации.

Сверхзвуковые самолеты

Этот класс остается одним из самых перспективных и насыщенных. К примеру, NASA к 2020 планирует выпустить сверхзвуковой QueSST, который будет почти бесшумным. Это важная особенность, поскольку именно высокие показатели шума до сегодняшнего дня являются главной причиной запрета сверхзвуковых самолетов для перевозки пассажиров. С помощью новых технологий NASA планирует устранить шумовые нагрузки при переходе на сверхвысокую скорость. Интересный проект поддерживает и Virgin Galactic. Это стартап под названием Boom, который, по некоторым расчетам, может в 2,5 раза сократить время перелетов над Атлантикой относительно показателей современных сверхзвуковых моделей. Не остаются без внимания и самолеты-истребители будущего, которые в шестом поколении перейдут на сверхзвуковую скорость. Пока это далекие планы, но не исключено, что подобные разработки появятся на платформах БПЛА RQ-4 и Boeing - F-X. По некоторым сведениям, новейшие модификации смогут обеспечивать гиперзвуковую скорость на уровне 6 тыс. км/ч. Но, опять же, эксплуатация моделей шестого поколения начнется не раньше 2050 года.

Летающие автомобили

Кинематографические образы в виде летающих личных машин даже сегодня кажутся далекой фантастикой. Тем не менее компания Terrafugia рассчитывает если не реализовать данную концепцию в скором будущем, то приблизить ее. Не так давно разработчики фирмы уже представляли частный автосамолет, но с одним нюансом - это был в большей степени именно самолет, поскольку для него требовалась взлетная полоса с ровной поверхностью длиной 500 м. И это не говоря о сложностях управления, с которым мог совладать только профессиональный пилот. Однако в новых версиях самолеты будущего от Terrafugia как минимум должны избавиться от необходимости использования взлетной полосы. Это достижение уже продемонстрировала свежая модификация TF-X, способная развивать порядка 350 км/ч. При этом дальность полета составляет 805 км.

Гибридные самолеты

Идеи экологического и энергоэффективного питания давно применяются в традиционных автомобилях. Вполне логично, что они стали осваиваться и конструкторами авиатехники. В частности, инженеры из Boeing создали концептуальную модель SUGAR, которая должна обеспечить авиакомпаниям до 70% экономии по сравнению с аппаратами, работающими на обычном топливе. Столь высокий процент энергосбережения стал возможным благодаря электрическим батареям. В процессе ожидания пассажиров, SUGAR будет одновременно наполняться традиционным топливом и заряжаться от энергетического терминала аэропорта. Обычные топливные материалы предназначены только для взлета, а сам полет осуществляется за счет электродвигателей. И это не единственная разработка подобного типа. Сегодня проекты самолетов будущего рассчитываются с возможностью полного перехода на электричество. Наиболее амбициозные идеи касаются и аккумуляции солнечной энергии, что может сделать энергообеспечение на 100% бесплатным.

Инновации в частном сегменте

Весьма оригинальные разработки появляются и на рынке частных самолетов. Так, модель Bombardier Global 8000 представляет собой бизнес-джет, рассчитанный на 8 мест. Он обещает поставить рекорд перелета без дозаправки на дистанцию около 15 000 км. При этом скорость составит 950 км/ч. Интересна и внешне необычная модель SkiGull, которую называют самолетом-амфибией. Название обусловлено способностью аппарата садиться на водную поверхность. Это новая разработка, но в скором будущем она станет доступна для всех желающих ее приобрести. Также комбинированные самолеты будущего для частных пользователей предлагают специалисты Icon. Модель A5 представляет вариант двухместного гидросамолета, который не только позволяет садиться и взлетать с водной глади, но также способен выходить из штопора и при необходимости осуществлять катапультирование пилота с парашютом.

Космические авиаперелеты

Уже упомянутая фирма Virgin Galactic также занимается туризмом в виде космических полетов. Но в будущем, как отмечают ее представители, технологии позволят и рядовым пользователям авиатехники выполнять суборбитальные перелеты из одной точки планеты в другую. То есть речи о полетах на дальние уголки космоса не идет, но выход на орбиту с преодолением атмосферного слоя - возможен. Сегодня примером реализации данной идеи являются аппараты семейства Space Ship Two. Подобные самолеты будущего смогут подниматься на высоту более 15 км и доставлять пассажиров в разные точки Земли с минимальными временными затратами.

Будущее российского авиастроения

Отечественное самолетостроение долгое время находилось в кризисном состоянии и лишь в последние годы стали предприниматься серьезные попытки по кардинальному изменению ситуации. Перспективы развития российского сегмента отрасли связаны с двумя довольно успешными разработками. Во-первых, это «Сухой Суперджет SSJ 100», который показывает достойные технико-эксплуатационные показатели, открыв и новые возможности для дальнейшего продвижения проекта. К примеру, в 2019 г. планируется выпуск модификации на 120 мест. Во-вторых, внушают большие надежды в развитие комплекса и самолеты будущего России на базе МС-21. Данная платформа должна выйти свет в 2020 г. Это ближне-среднемагистральный лайнер, силовая установка которого создана полностью на отечественных комплектующих.

Заключение

Пожалуй, ключевой тенденцией в развитии индустрии можно назвать устранение эксплуатационных ограничений для авиатехники разного класса. Причем это касается не только технических показателей, но и нишевых барьеров. Например, перестает быть актуальной знаменитая строчка «первым делом самолеты». Истребитель из будущего, грузовой лайнер, или пассажирское судно вполне может получить облик вертолета. В некоторых сегментах перспективные модели геликоптеров успешно заменяют традиционные самолеты. Не исключено, что такая тенденция сохранится и в дальнейшем. В частности, аппараты семейства Bell 525 обещают стать первыми вертолетами с электродистанционной системой управления, которая минимизирует нагрузку на экипаж. А концепты Helicopters от Airbus должны поставить рекорды в показателях грузоподъемности. По заявлениям производителя, к 2020 г. такие модели смогут перевозить грузы до 10 т.